Влияние норм высева на урожайность и качество сои в условиях орошения
На правах рукописи
ДОЖМУХАМБЕТОВА МАДИНА МАГИДИЕВНА
ВЛИЯНИЕ НОРМ ВЫСЕВА НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО
СОИ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ
Специальность 06.01.09 – растениеводство
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Астрахань – 2009
Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно – исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства» Российской академии сельскохозяйственных наук и Астраханском государственном университете на кафедре Агрономии
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор,
Шахмедов Иршат Шакирович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор (почетный работник высшего профессионального образования РФ)
Оконов Мутул Максимович
доктор биологических наук, профессор,
Якубов Шамас Абдрахманович
Ведущая организация: Астраханская опытная станция ВИР
Защита диссертации состоится « 26 » декабря 2009 г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.009.09 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна 1, Естественный институт АГУ
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Естественного института Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна 1 и на сайте www.aspu.ru
Автореферат разослан « 25 » ноября 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Зимина Ж. А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Соя – культура весьма разнообразного использования, что связано с химическим составом её семян, которые содержат 29-46 % полноценного белка, сбалансированного по аминокислотам. С одного гектара в среднем можно получить 506 кг белка. По содержанию масла (19-22%) соя уступает только арахису, приближаясь по качеству к оливковому. Химический состав зерна и зеленой массы сои наряду с белком и жиром представлен также углеводами до 25-30%, сахарами, витаминами A, B, C, D, ферментами, минеральными солями и другими веществами. Их соотношение и качественный состав подвержены значительным колебаниям в зависимости от условий произрастания.
Благоприятное сочетание питательных веществ позволяет широко возделывать сою как пищевое, кормовое и техническое растение. Велико агротехническое значение сои, прежде всего, как азотфиксирующей культуры. Соя также может использоваться в качестве зеленого удобрения.
Поэтому расширение посевов сои на орошаемых землях позволит повысить производительность поливного гектара, окупаемость затрат и обеспечить полную потребность в растительном белке и постном масле.
Не случайно интенсификация сельского хозяйства большинства стран мира осуществляется за счет резкого увеличения производства белков растительного происхождения и, прежде всего, соевых бобов. Рост их мирового производства (156 млн. тонн) обеспечил бурный подъем животноводства. Произошло заметное увеличение в рационе питания людей доли полноценных белков. Площади посевов этой культуры в мире достигают 92 млн. гектар, а валовое производство 223 млн. тонн.
Спрос на соевые бобы в Российской Федерации в последние годы резко возрос. Это связано с возрождением птицеводства, свиноводства и других отраслей животноводства для которых продукты переработки сои (в основном шрот) являются самыми эффективными и экономичными кормами. Например, в Астраханской области за последние десять лет поголовье крупного рогатого скота возросло с 153,6 тыс. голов до 233,56 тыс. голов.
Низкие и нестабильные урожаи объясняются главным образом размещением культуры без учета требований соевого растения к факторам жизнедеятельности, отсутствием скороспелых высокоурожайных сортов, отсутствием необходимых специализированных машин и несовершенством организации труда. Поэтому, подбор новых более приспособленных сортов и разработка их сортовой агротехники для орошаемых условий является актуальной задачей науки и производства.
Цель и задачи исследований. Цель наших исследований заключается в подборе адаптивных сортов для возделывания в условиях Астраханской области и норм высева и предпосевной обработки для них. Выявить влияния норм высева и предпосевной обработки семян сои на урожайность зерна и его качественный показатели при орошении.
Для достижения намеченной цели предусматривалось решить следующие задачи:
- Изучить биологические особенности сои, определить продуктивность различных сортов сои;
- Подобрать наиболее перспективные сорта для возделывания в условиях Астраханской области;
- Изучить фотосинтетическую деятельность и структуру урожая различных сортообразцов;
- Подобрать оптимальные нормы высева различных сортов сои и определить их влияние на формирование элементов структуры урожайности;
- Определить влияние сортов и норм высева урожай зерна сои;
- Выявить влияние предпосевной обработки семян сои биопрепаратами 634 Б и 640 Б на качество зерна;
- Дать экономическую оценку.
Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях орошения в Астраханской области на аллювиально-луговых почвах дельты реки Волги изучалось влияние новых сортов, норм высева на величину и качество урожая культуры. Разработаны следующие элементы технологии: оптимальные нормы высева семян, выявлены перспективные для региона сорта, пригодные для выращивания в условиях орошения на зеленую массу и семена.
Практическая значимость работы. Полученные данные по изучению перспективных сортов сои для Астраханской области, влиянию норм высева на формирование элементов структуры урожайности и общий урожай семян сои, а также влиянию биопрепаратов на качество семян сои могут быть использованы в повышении урожайности и адаптации культуры в новых условиях произрастания. Применение разработанных элементов технологии выращивания сои на орошаемых землях обеспечивает урожайность культуры не менее 3,16 т/га с содержанием 35,9-37,2 % сырого протеина и 22,5-22,9 % жира, что дает возможность получать наряду с высокобелковым жмыхом и шротом ценное растительное масло, реализация которого значительно повысит экономическую эффективность орошаемого гектара.
Личный вклад автора заключается в организации и выполнении полевых и лабораторных исследований, сборе, обработке, анализе и обобщении полученных материалов, а также анализе литературных источников. Все исследования проводились при непосредственном участии автора. Лабораторные исследования и обработка данных проводились в лабораториях Астраханского государственного университета и ГНУ Всероссийского НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных заседаниях Ученого совета института и аттестации на кафедре, на Всероссийской студенческой научной конференции «Экология и проблемы охраны окружающей среды» (Красноярск, 2004), на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» (Кузнецк, 2005), на научно-практической конференции «Наука и образование – аграрному производству» (Екатеринбург, 2005), на Российской студенческой конференции «Актуальные проблемы современной биологии» (Астрахань, 2005), на Российской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2006), на второй Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2007).
Публикации. По материалу диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 131 страницах компьютерного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы, 5 глав, 17 таблиц в тексте, 24 приложений, выводов и рекомендаций производству. Библиографический список включает 146 наименований, в том числе 11 на иностранном языке.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Условия и методика проведения исследований
Исследования проводились в 2005-2007 году в экспериментальном хозяйстве Государственного научного учреждения Всероссийского НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства (ГНУ «ВНИИОБ») Камызякского района Астраханской области.
Хозяйство расположено в бугристо-равнинной дельте, в зоне резко континентального климата с преобладающими в течение года безоблачными днями, холодной и малоснежной зимой, непродолжительной весной и сухим жарким летом.
Безморозный период длиться 175-200 дней, а осадков выпадает 150-175 мм в год, в том числе за период с температурой воздуха выше 100 С всего 100-200 мм. Сумма положительных температур колеблется в пределах 3450-3600. в весенние месяцы преобладают дни с сильными ветрами, до 14-16 м/сек.
Почвы опытных участков ГНУ «ВНИИОБ» представлены аллювиально-луговым типом тяжелосуглинистые, среднезасоленные. По механическому составу они изменяются от тяжелого до среднего суглинка или супеси в нижней части профиля. Содержание гумуса в слое 0-20 см 1,7-1,8%, азота легкогидролизуемого 5,71-6,00 мг, подвижного фосфора – 69,1-72,0 мг, обменного калия – 205,5-210,0 мг на 100 г сухой почвы. Объемная масса слоя 0-50 см составляет 1,42 г/м3, удельная масса колеблется в пределах 2,50-2,75 г/м3, порозность – 45,35-63,5 %, pH почвы колеблется от 8,0 до 8,2.
По содержанию микроэлементов эти почвы достаточно обеспечены валовыми формами микроэлементов: бор, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт, которые в сельскохозяйственной практике являются основными элементами минерального питания.
Агротехнические приемы возделывания сои в опыте применялись на основе существующих рекомендаций по этой культуре для почв Нижнего Поволжья с рекомендуемыми нормами орошения. Предшественником в годы закладки опытов была культура сорго.
Для решения поставленных задач нами было проведено 3 полевых опыта в период 2005-2007 гг.
Опыт 1. Изучение сортов Волгоградка 1, ВНИИОЗ 86, ВНИИОЗ 76, Камызякская 136 в условиях Астраханской области. Исследования проводили с нормой высева 500 тысяч штук всхожих семян на 1 га, междурядьями 70 см. Площадь опытных делянок 15 м2, учетных делянок 10 м2. Повторность четырехкратная. Стандарт – сорт Волгоградка 1.
Опыт 2. Реакция изучаемых сортов сои, различных по скороспелости на увеличение нормы высева: 400, 500, 600, 700, 800 тыс. шт. всхожих семян на 1 га. Опыт поставлен методом расщепленных делянок. Посев проводили с междурядьями 70 см, глубина заделки семян 4-5 см. Повторность опыта четырехкратная. Площадь опытных делянок 15 м2, учетных делянок 10 м2.
Опыт 3. Влияние предпосевной обработки семян сои биопрепаратами 634Б и 640Б на качество зерна. Схема опытов включала следующие варианты:
- Без обработки – контроль;
- Обработка семян биопрепаратом 634 Б;
- Обработка семян биопрепаратом 640 Б.
Семена обрабатывались в день посева в темном помещении. Повторность вариантов в опыте 4-х кратная. Размер опытных делянок 15 м2, учетных делянок 10 м2.
В качестве исходного материала нами были выбраны для изучения четыре сорта. Три сорта Волгоградской селекции (Волгоградка 1, ВНИИОЗ 86, ВНИИОЗ 76) и один – Астраханской (Камызякская 136), которые отличаются по скороспелости.
В течение всего вегетационного периода проводились следующие наблюдения, учеты и анализы:
- Фенологические наблюдения за ростом и развитием сои проводили на протяжении всей вегетации. Отмечали даты наступления основных фаз вегетации: всходов, ветвления, бутонизации, цветения, образования бобов, восковой и полной спелости (методические указания ВНИИ кормов, 1987).
- Оценка посевов по биометрическим показателям проводилась по основным фазам вегетации на специально закрепленных площадках в 4-х кратной повторности. Из биометрических показателей определялась высота ранений, кустистость, облиственность, площадь листового аппарата:
- высота растений определялась путем измерения высоты растений в 10 пунктах площадок;
- облиственность - подсчитывалось число листьев на закрепленных растениях;
- площадь листьев определяли методом высечек. Для этого отбирали 10 растений с делянки, обрывали листья и взвешивали. Одновременно на 50 из них делали металлической трубкой высечки. Зная массу и площадь высечек, а также общую массу листьев, определяли площадь листьев всей пробы. Зная густоту стояния растений или площадь, с которой были взяты пробы, рассчитывали площадь листьев на 1 га;
- интенсивность нарастания зеленой массы определяли путем взвешивания пробных растений, после чего определяли содержание сухого вещества растений;
- учет густоты стояния растений проводили в фазу полных всходов и в фазу созревания (Методика ВНИИ кормов, 1987).
- Фотосинтетическая деятельность растения определялась по методике А.А. Ничипоровича (1966).
Фотосинтетический потенциал (ФП) определяли путем суммирования показателей площади листьев на гектаре посева за вегетацию.
Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) рассчитывали по уравнению
ЧПФ = (В2 – В1) · ФП,
где В2 и В1 – сухая масса растений с единицы площади в конце и в начале периода вегетации.
- Структурные элементы продуктивности растений определяли на 10 растениях каждого сортоварианта, имеющих одинаковую площадь питания. Среднее количество семян в бобе определяли подсчетом зерен в 100 бобах и вычислением среднеарифметического значения. Массу 1000 семян определяли путем взвешивания 500 шт. в 2-х кратной повторности.
- Учет хозяйственного урожая проводили по делянкам однофазным способом при наступлении полной спелости семян с высотой среза 8-10 см от поверхности почвы при влажности семян 12-16%. Урожай приводили к 14% влажности.
- Биохимические анализы по накоплению в растениях и зерне химических веществ проводились в лаборатории массовых анализов ГНУ ВНИИОБ: определяли содержание сухого вещества (А.И. Ермаков, 1987), азота фотоколориметрическим методом с использованием индофенольной зелени (Руководство по анализам кормов, 1982), жира в растениях методом обезжиренного остатка (Б.А. Ягодин, 1987), сырой золы (Руководство по анализам кормов, 1982). Заведующая лабораторией Антипенко Н.И.
- Математическую обработку результатов исследований выполняли методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1979) на персональном компьютере.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Хозяйственно-биологическая оценка сортов сои.
Продолжительность вегетационного периода. Продолжительность вегетационного периода у сои находится в существенной зависимости от температурных условий, влажности почвы и воздуха. Установлено, что чем ниже температура, тем длиннее вегетационный период, дефицит влаги укорачивает, а избыток увеличивает его (Лещенко А.К. и др., 1987; Заверюхин В.И., 1977). Это подтверждается нашими исследованиями: одни и те же сорта в зависимости от увлажнения и суммы активных температур за вегетационный период имели разную продолжительность вегетации.
Наибольшая сумма активных температур за период вегетации сложилась в 2007 г. (2930,1 0С). Не существенно отличался 2006 г. с суммой активных температур 2908,7 0С. Наименьшим этот показатель был в 2005 г. (2889,4 0С). В результате чего, длительность периодов вегетации всех сортов в 2005 г. была наибольшей по сравнению с другими годами исследований (103-119 дней). А в 2006 г. периоды вегетации были короче (94-112 дней), чем в 2007 г. (97-115 дней). Это объясняется сложившимися условиями произрастания в эти годы.
Динамика роста растений и накопления сухой массы. Рост и развитие растений, формирование элементов структуры урожая, зависят не только от почвенно-климатических условий зоны возделывания, но и в большей мере от регулируемых факторов.
Изменения условий внешней среды в первую очередь отражаются на темпах роста. В то же время, высота растений сои определяется биологическими особенностями сорта.
Анализируя динамику роста растений сои в среднем по годам, важно отметить, что наибольшие показатели в фазу образования бобов сложились у сорта Камызякская 136 (114,3 см, максимальная высота растений за годы наблюдений составила 115,2 см). А самым низкостебельным сортом оказался стандарт Волгоградка 1 с высотой стебля в период образования бобов 76,0 см. Такие сорта как, ВНИИОЗ 86 и ВНИИОЗ 76 заняли промежуточное положение, их высота в среднем за годы проведения опытов в фазе образования бобов была равной 80,0 и 86,0 см соответственно.
Динамика накопления сухой массы растениями сои складывается из двух периодов: вегетативного (от полных всходов до фазы бутонизации) и генеративного (от фазы бутонизации до полной спелости). По результатам опытов в среднем за годы исследований все сорта превышали стандарт (Волгоградка 1 – 10,36 т/га) по накоплению сухой массы за вегетацию: сорт ВНИИОЗ 86 на 0,54 т/га, ВНИИОЗ 76 – 1,4 т/га, Камызякская 136 – 1,93 т/га.
Таким образом, рост и развитие растений сои и накопление сухой массы растений зависят как от условий произрастания, так и от сортовых характеристик и особенностей растений сои.
Продуктивность фотосинтеза различных сортов сои. Создание оптимальных условий для работы фотосинтетического аппарата на всем протяжении вегетации растений является необходимым условием формирования высокого их урожая (А.А. Ничипорович, 1977)
Основными показателями фотосинтетической деятельности посевов является величина площади листовой поверхности, фотосинтетический потенциал, а также продуктивность фотосинтеза, характеризующая эффективность использования солнечной энергии растениями.
Таблица 1. Динамика нарастания площади листьев у сортов сои за вегетационный период, тыс. м2/га (ГНУ «ВНИИОБ», 2005-2007г)
| Сорт | Вегетационный период, дн | Полные всходы | Бутонизация - цветение | Формирование бобов | Налив семян |
| Волгоградка 1 St | 114 | 1,83 | 10,48 | 30,22 | 48,11 |
| ВНИИОЗ 86 | 98 | 2,02 | 11,50 | 31,84 | 50,62 |
| ВНИИОЗ 76 | 106 | 2,07 | 11,61 | 34,20 | 54,61 |
| Камызякская 136 | 115 | 2,19 | 11,94 | 35,82 | 57,07 |
Результаты исследований динамики нарастания листовой поверхности в среднем за три года показывают (табл.1), что все сорта, выбранные нами для изучения, обладают не только высокой реальной, но и потенциальной урожайностью. В фазу налива семян показатели листовой поверхности колебались от 48,11 до 57,07 тыс. м2/га. Наибольшая листовая поверхность за период вегетации образовалась у сорта Камызякская 136, а наименьшая у стандарта сорта Волгоградка 1.
В ходе анализа характера нарастания листовой поверхности, было установлено, что наши данные отражают общие закономерности, установленные и другими исследователями. А именно, скороспелые сорта в начальный период нарастания листовой поверхности характеризуются более быстрым ростом, по сравнению с сортами с более продолжительным периодом вегетации. Но они и раньше заканчивают свое развитие, тогда как более позднескороспелые сорта еще продолжают вегетировать и у них идет дальнейшее нарастание листовой поверхности. Так же подтвердилось, что динамика нарастания листовой поверхности в течение вегетационного периода у высокорослых сортов происходит интенсивнее. Это вполне соответствует их природе.
Важным критерием, характеризующим развитие листовой поверхности сои в динамике, является фотосинтетический потенциал.
Определение фотосинтетического потенциала (ФП) показало, что в ранние фазы развития он был небольшим у всех сортов. Стремительное возрастание его происходит с периода цветения - начала роста бобов и максимальной величины он достигает в фазу образования семян (табл. 2).
Таблица 2. Показатели фотосинтетической деятельности различных сортов сои (ГНУ «ВНИИОБ», 2005-2007г)
| Сорт | Фотосинтетический потенциал за вегетационный период, тыс.м2/га дней | Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сутки |
| Волгоградка 1 St | 2623 | 2,72 |
| ВНИИОЗ 86 | 2895 | 2,98 |
| ВНИИОЗ 76 | 2967 | 3,07 |
| Камызякская 136 | 3139 | 3,25 |
В целом за вегетационный период в зависимости от исследуемых сортов, фотосинтетический потенциал составлял от 2623 до 3139 тыс. м /га дней. В среднем за годы исследований все сорта показали достаточно высокий уровень чистой продуктивности фотосинтеза, что характеризует их как сорта, обладающие высокой пластичностью и потенциальной продуктивностью, заслуживающих особого внимания при подборе сортов для выращивания в условиях Астраханской области.
Структура урожая различных сортов сои. Урожай как результат фотосинтетической деятельности растения в основном определяется величиной продуктивности и временем ассимиляционной работы аппарата листьев, а также темпами нарастания и функционирования листьев. От величины листьев зависит количество усвоенной посевами солнечной радиации, которое тоже влияет на весь продуктивный процесс. Урожайность семян сои является одним из главнейших показателей, характеризующих реакцию изучаемых сортов на агроклиматические условия выращивания, а также потенциал сорта в реализации своих возможностей (Е.В. Романова, 2005). Урожайность различных сортов, взятых нами для исследования представлена в табл. 3.
Таблица 3. Урожай и продолжительность вегетационного периода сортов сои (ГНУ «ВНИИОБ», 2005-2007г)
| Сорта | Урожайность, т/га | Вегетационный период, дн | |||
| 2005 | 2006 | 2007 | среднее | ||
| Волгоградка 1 St | 2,62 | 3,06 | 3,02 | 2,90 | 114 |
| ВНИИОЗ 86 | 2,74 | 3,12 | 3,03 | 2,96 | 98 |
| ВНИИОЗ 76 | 2,87 | 3,13 | 3,05 | 3,02 | 106 |
| Камызякская 136 | 2,88 | 3,14 | 3,10 | 3,04 | 115 |
| НСР05 | FФ<F05 | FФ<F05 | FФ<F05 | ||
Результаты исследований показали, что наибольшей урожайностью обладает сорт сои Камызякская 136 (в среднем 3,04 т/га). Следует отметить, что скороспелый сорт Внииоз 86, сформировавший урожай в местных условиях на 17 дней раньше сорта Камызякская 136, практически не уступает ему по урожайности. Этот сорт также является перспективным для условий сухостепной зоны при возделывании в орошаемом земледелии.
Урожайность сортов значительно изменяется по годам. Наибольший сбор зерна с единицы площади отмечен в 2006 году и в 2007 году (в среднем 3,12 и 3,06 т/га соответственно). Наименьший урожай был получен в 2005 г., который составил 2,74 в среднем по сортам.
Вследствие индивидуальных темпов роста и развития, растения разных сортов в отдельные периоды онтогенеза проходят в различные сроки и в неодинаковых условиях внешней среды, что в значительной мере повлияло на формирование репродуктивных органов. Это обусловило разную продуктивность сои в зависимости от биологических особенностей сорта (табл. 4).
Таблица 4. Хозяйственно-биологическая характеристика сортов сои
(ГНУ «ВНИИОБ», 2005-2007г)
| Показатели | Сорта | |||
| Камызякская 136 | Волгоградка 1 | ВНИИОЗ 86 | ВНИИОЗ 76 | |
| Урожайность, т/га | 3,04 | 2,90 | 2,96 | 3,02 |
| Вегетационный период, дн | 115 | 114 | 98 | 106 |
| Количество бобов на одном растении, шт. | 105 | 99 | 101 | 97 |
| Масса 1000 зерен, г | 145,2 | 143,2 | 142,5 | 144,2 |
| Масса семян с растения, г | 14,8 | 14,3 | 14,4 | 13,9 |
| Высота прикрепления нижнего боба, см | 16 | 18 | 11 | 14 |
Сорта Камызякская 136 и Внииоз 76 характеризуются высокими урожаями 3,04 т/га и 3,02 т/га, а также массой 1000 зерен 146,2 г и 144,2 г соответственно.
Такой признак, как высота прикрепления нижнего боба, являющийся очень важным показателем для механизированной уборки, наблюдался у сортов сои Волгоградка 1, Камызякская 136 и ВНИИОЗ 76. Высота прикрепления нижнего боба у них составляла 18 см, 16 см и 14 см над поверхностью почвы соответственно. Все сорта отличались достаточно высокой устойчивостью к полеганию и болезням в орошаемых посевах.
Таким образом, по показателям урожайности скороспелости, пригодности к механизированной уборке и другим хозяйственно-важным качествам все сорта сои, выбранные нами для изучения в условиях Астраханской области, показали себя положительно. Самыми урожайными оказались Камызякская 136 и ВНИИОЗ 76.
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НОРМЫ ВЫСЕВА РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ СОИ
Влияние норм высева на урожайность различных сортов сои. Одним из приемов интенсивных технологий в орошаемом земледелии, позволяющих при возделывании сои повысить урожайность и снизить энергозатраты, является увеличение густоты стояния (Ю.П. Мякушко, 1984; В.М. Пенчуков, Н.В. Медянников, А.У. Каппушев, 1984).
Изучение норм высева в наших исследованиях показало, что эти факторы оказывают существенное влияние на урожайность сои (табл. 5).
Таблица 5. Влияние норм высева на урожайность семян сои (т/га)
(ГНУ «ВНИИОБ», 2005-2007г)
| Норма высева тыс. шт/га | Годы | Среднее | Масса зерна с 1-го растения, г | Масса 1000 зерен, г | ||
| 2005 | 2006 | 2007 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Волгоградка 1 St (среднескороспелый) | ||||||
| 400 | 2,46 | 3,10 | 3,04 | 2,87 | 14,5 | 143,5 |
| 500 | 2,62 | 3,06 | 3,02 | 2,90 | 14,3 | 143,2 |
| 600 | 2,62 | 3,14 | 3,08 | 2,95 | 14,0 | 143,4 |
| 700 | 2,53 | 3,06 | 3,01 | 2,87 | 13,6 | 142,6 |
| 800 | 2,47 | 3,04 | 2,87 | 2,79 | 13,2 | 141,3 |
| ВНИИОЗ 86 (очень скороспелый) | ||||||
| 400 | 2,69 | 2,94 | 2,86 | 2,83 | 14,6 | 142,8 |
| 500 | 2,74 | 3,12 | 3,03 | 2,96 | 14,4 | 142,5 |
| 600 | 2,84 | 3,16 | 3,10 | 3,03 | 13,9 | 142,0 |
| 700 | 2,72 | 3,08 | 3,01 | 2,94 | 13,0 | 138,7 |
| 800 | 2,70 | 3,01 | 2,86 | 2,86 | 12,8 | 137,5 |
| ВНИИОЗ 76 (скороспелый) | ||||||
| 400 | 2,71 | 3,01 | 2,97 | 2,90 | 14,0 | 145,7 |
| 500 | 2,87 | 3,13 | 3,05 | 3,02 | 13,7 | 145,3 |
| 600 | 3,07 | 3,19 | 3,12 | 3,13 | 13,5 | 145,1 |
| 700 | 3,03 | 3,14 | 3,07 | 3,08 | 13,2 | 144,7 |
| 800 | 2,88 | 3,07 | 2,92 | 2,96 | 12,6 | 142,2 |
| Камызякская 136 (среднескороспелый) | ||||||
| 400 | 3,05 | 3,12 | 3,07 | 3,08 | 14,1 | 146,2 |
| 500 | 3,13 | 3,22 | 3,14 | 3,16 | 13,8 | 145,3 |
| 600 | 2,88 | 3,14 | 3,10 | 3,04 | 13,4 | 144,6 |
| 700 | 2,84 | 3,04 | 2,96 | 2,95 | 12,8 | 144,2 |
| 800 | 2,73 | 3,06 | 3,02 | 2,94 | 12,5 | 143,6 |
| НСР05 | 0,37 | 0,35 | 0,41 | |||
По результатам наших исследований видно, что увеличение нормы высева до 500-700 тыс. шт/га в среднем по сортам приводило к повышению урожайности. Дальнейшее увеличение нормы высева давало обратные результаты. Однако, в зависимости от биологических и сортовых особенностей, этот показатель изменяется. Так, очень скороспелый сорт ВНИИОЗ 86 наилучшие результаты показал при норме высева 500-600 тыс. шт/га. Урожайность в среднем за три года составила 2,96-3,03 т/га, что на 0,06-0,09 т/га больше по сравнению со стандартом – сортом Волгоградка 1. Масса зерна с одного растения 13,6-14,4 г, а масса 1000 зерен – 141,4-142,5 г.
Сорт ВНИИОЗ 76 наиболее отзывчив на увеличение густоты посевов. Лучшие показатели у сорта сложились при норме высева 600-700 тыс. шт/га. Показатель урожая в среднем за 3 года был равен 3,08-3,13 т/га, масса зерна с одного растения 13,1-13,6 г, масса 1000 зерен - 144,7-145,1г.
С увеличением густоты посевов снижает продуктивность высокорослый, хорошо ветвистый и облиственный сорт Камызякская 136. Наивысшая урожайность была при норме высева 500 тыс. шт/га и составила в среднем за три года 3,16 т/га, на 0,22 т/га больше стандарта. Такие показатели, как масса зерна с одного растения (13,8-14,1 г) и масса 1000 зерен (144,6-146,2 г) лучше всего оказались при норме высева 400-500 тыс шт/га.
По годам исследований наилучшая урожайность по всем сортам оказалась в 2006 году, а наименьшая в 2005. Сорт Волгоградка 1, взятый нами за стандарт, при норме высева 600 тыс. шт/га в 2006 году показал урожайность 3,14 т/га. По сравнению с 2005 годов, показатель превысил на 0,52 т/га, а в 2007 году – на 0,02 т/га. У сортов ВНИИОЗ 86 и ВНИИОЗ 76 при норме высева 600 тыс. шт/га в 2006 году показатель урожайности был равен 3,16 т/га и 3,19 т/га, что на 0,32 т/га и 0,12 т/га больше по сравнению с 2005 годом, и на 0,06 т/га и 0,07 т/га соответственно больше по сравнению с 2007 годом. Камызякская 136 дала урожайность при норме высева 500 тыс. шт/га в 2006 году 3,22 т/га, это на 0,09 т/га больше, чем в 2005 году. И на 0,08 т/га больше, чем в 2007 году.
Таким образом, для южной части Астраханской области оптимальная густота стояния для очень скороспелых сортов (ВНИИОЗ 86) составляет 500-600 тыс. шт. на 1 га в широкорядном посеве (70 см); скороспелых (ВНИИОЗ 76) – 600-700 тыс. шт. на 1 га; среднескороспелых (Волгоградка 1) – 500-600 тыс. шт. на 1 га и среднескороспелых (Камызякская 136), которые отличаются высокой ветвистостью – 400-500 тыс. шт. на 1 га. Увеличение густоты стояния посевов из-за конкуренции за влагу и питательные вещества приводит к формированию ослабленных растений, менее устойчивых к патогенам.
Элементы структуры урожая различных сортов сои в зависимости от норм высева. Основными элементами структуры урожая сои являются число бобов и ветвей на растении, число семян в бобе и масса 1000 зерен (Н.И. Корсаков, 1973; А.В. Кочегура, С.В. Зеленцов, 2003; Ю.П. Мякушко, А.В. Кочегура, 1976; Д.С. Яндоло, 1935).
Соя обладает высокой компенсационной способностью и в посевах, где густота стояния не большая, урожайность обеспечивается за счет высокой индивидуальной продуктивности растений, а в посевах с высокой густотой стояния - за счет числа растений на единице площади. В зависимости от норм высева изменяется соотношение элементов структуры урожайности сои.
Густота стояния к уборке находилась в среднем по сортам в пределах 272-572 шт/м2.
Прослеживается тенденция к увеличению высоты прикрепления нижних бобов в посевах с высокой густотой стояния посевов. Так, у стандарта Волгоградки 1 этот показатель увеличивается в зависимости от повышения нормы высева с 400 до 800 тыс. шт./ га на 0,06 м (0,16 – 0,22 м в соответствии с нормами высева).
С увеличением нормы высева и, соответственно, густоты стояния растений существенно уменьшается количество ветвей на растении у всех сортов.
Выход бобов и зерна с одного растения – это показатели, от которых всецело зависит как потенциальный, так и реальный биологический урожай зерна сои. Продуктивность отдельно взятого растения с увеличением густоты посева уменьшалась, но за счет более высокой густоты стояния растений, урожай орошаемых посевов был выше в вариантах с повышенной нормой высева семян.
В среднем за годы исследований масса 1000 семян в большинстве случаев была близка к исходной величине отражающей характеристику сорта при его выведении. Наибольшим показателем в наших опытах характеризовались сорта Камызякская 136 и ВНИИОЗ 76 (146,2 г и 145,1 соответственно) при оптимальных для каждого сорта нормах высева. В среднем за годы исследований этот показатель варьировал в пределах 137,5-146,2 г.
Таким образом, продуктивность посевов сои зависит от биологических особенностей изучаемых сортов и целого ряда факторов. Высокая урожайность сои складывается за счет сохранности повышенного числа растений к уборке, а не от индивидуальной продуктивности этих растений. Такие элементы структуры урожая, как высота растений, число бобов и ветвей на растении, выход зерна с растения и масса 1000 зерен можно улучшить за счет оптимальных норм высева.
Влияние норм высева и предпосевной обработки семян на качество зерна сои. Объем полученного урожая не может являться единственным критерием достоинства сорта или агроприема. Особое значение имеют и качественные показатели этого урожая.
Главными компонентами соевого зерна являются белок и жир. Суммарное содержание этих веществ составляет 60-62%, из них на долю белка приходится 36-45%, на долю масла 19-23% (Н.И. Бочкарев, 2003).
Накопление масел в семенах полевых культур зависит от площади питания растений и обеспечения их водой. Между содержанием белка и жира в семенах сои установлена (Т. В. Мухортова, 2001; В.И. Чернышев, 2005) стойкая отрицательная корреляция в пределах 0,6-0,8 (коэффициент корреляции).
В наших исследованиях подтверждается такая же закономерность: при увеличении содержания белка в семенах определенного сорта снижалось содержание жира и наоборот.
В среднем за годы исследований наиболее высокое содержание белка в семенах было у скороспелого сорта ВНИИОЗ 86 (33,36 %) и среднескороспелого Камызякская 136 (37,11 %) при контроле. Высокое содержание жира наблюдалось у ВНИИОЗ 76 (22,27 %) и у Камызякская 136 (22,49 %).
В варианте с допосевной обработкой семян препаратом 634 Б, лучшие результаты по содержания белка и жира дали ВНИИОЗ 76 (32,09 %), Камызякская 136 (35,94 %) и Волгоградка 1 (22,17 %), ВНИИОЗ 76 (22, 29 %) соответственно.
При обработке семян препаратом 640 Б, содержание белка оказалось больше у сортов ВНИИОЗ 76 (33,51 %) и Камызякская 136 (37,18 %). Содержание жира было выше в сортах ВНИИОЗ 86 (21, 60 %) и Камызякская 136 (22,85 %).
Таблица 6. Качественные показатели в зерне различных сортов сои при использовании предпосевной обработки семян в условиях
орошения (ГНУ «ВНИИОБ» среднее за 2005-2007гг.)
| Сорт | Влага, % | Сухое вещество, % | Сырой протеин | Сырой жир |
| % на абсолютно сухое вещество | ||||
| Контроль | ||||
| Волгоградка 1 St | 6,80 | 93,20 | 28,75 | 20,65 |
| ВНИИОЗ 86 | 7,84 | 92,16 | 33,36 | 20,51 |
| ВНИИОЗ 76 | 8,90 | 91,10 | 31,71 | 22,27 |
| Камызякская 136 | 7,80 | 92,20 | 37,11 | 22,49 |
| Обработка 634 Б | ||||
| Волгоградка 1 St | 6,40 | 93,60 | 26,34 | 22,17 |
| ВНИИОЗ 86 | 7,00 | 93,00 | 31,18 | 18,10 |
| ВНИИОЗ 76 | 6,00 | 94,00 | 32,09 | 22,29 |
| Камызякская 136 | 6,40 | 93,60 | 35,94 | 21,89 |
| Обработка 640 Б | ||||
| Волгоградка 1 St | 4,40 | 95,60 | 25,78 | 21,42 |
| ВНИИОЗ 86 | 7,80 | 92,20 | 30,19 | 21,60 |
| ВНИИОЗ 76 | 4,80 | 95,20 | 33,51 | 21,10 |
| Камызякская 136 | 6,40 | 93,60 | 37,18 | 22,85 |
Изменение нормы высева семян различно повлияла на содержание белка и жира в семенах сои (табл. 7).
Таблица 7
Влияние норм высева на качество зерна сои
(ГНУ «ВНИИОБ» среднее за 2005-2007гг.)
| Сорт | Норма высева тыс. шт/га | Урожайность, т/га | Влага, % | Сухое вещество, % | Сырой протеин | Сырой жир |
| % на абсолютно сухое вещество | ||||||
| Волгоградка 1 | 400 | 2,87 | 6,83 | 93,17 | 28,78 | 20,68 |
| 600 | 2,95 | 6,80 | 93,20 | 28,75 | 20,65 | |
| 800 | 2,79 | 6,78 | 93,22 | 28,79 | 20,69 | |
| ВНИИОЗ 86 | 400 | 2,83 | 7,86 | 92,14 | 33,39 | 20,54 |
| 600 | 3,03 | 7,84 | 92,16 | 33,36 | 20,51 | |
| 800 | 2,86 | 7,81 | 92,19 | 33,38 | 20,53 | |
| ВНИИОЗ 76 | 400 | 2,90 | 8,91 | 91,09 | 31,74 | 22,30 |
| 600 | 3,13 | 8,90 | 91,10 | 31,71 | 22,27 | |
| 800 | 2,96 | 8,90 | 91,10 | 31,67 | 22,23 | |
| Камызякская 136 | 400 | 3,08 | 7,83 | 92,17 | 37,06 | 22,44 |
| 600 | 3,04 | 7,80 | 92,20 | 37,11 | 22,49 | |
| 800 | 2,94 | 7,78 | 92,22 | 37,13 | 22,51 | |
По результатам исследований видно, что с увеличением урожайности, содержание сырого протеина уменьшается. Наибольшее содержание сырого протеина было у сорта Камызякская 136 при норме высева 800 тыс. шт/га (37,13 %), наименьшее у сорта Волгоградка 1 при норме высева 600 тыс. шт./га (28,75 %).
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА СОИ ПРИ ОРОШЕНИИ
Одним из актуальных направлений решения проблемы продовольственной безопасности Российской Федерации является поиск научно-обоснованных путей снижения дефицита белка и растительного масла в питании людей и кормопроизводстве. В силу ряда хозяйственно-биологических особенностей важное место в решении этой задачи отводится ценной белково-масличной культуре сое. Экономический эффект от использования сорта складывается за счет увеличения выхода продукции с единицы площади и улучшения ее качества, а также изменения затрат (сортовые надбавки к закупочным ценам) на их внедрение по сравнению с базовыми (стандартными) сортами.
Выявление экономической эффективности производства различных сортов сои показало, что наиболее существенное влияние на экономические показатели оказала величина полученного урожая (табл. 8).
Таблица 8. Экономическая эффективность возделывания сортов сои экологического сортоиспытания в условиях орошения (среднее 2005-2007)
| Сорт | Урожайность, т/га | Стоимость валовой продукции, руб. | Прямые затраты на 1 га, руб | Условно чистый доход на 1 га, руб. | Себестоимость 1 т зерна, руб. | Рентабельность, % |
| Волгоградка 1 St | 2,90 | 29000 | 8417 | 20583 | 2902 | 244 |
| ВНИИОЗ 86 | 2,96 | 29600 | 8424 | 21176 | 2846 | 251 |
| ВНИИОЗ 76 | 3,02 | 30200 | 8458 | 21742 | 2801 | 257 |
| Камызякская 136 | 3,04 | 30400 | 8463 | 21937 | 2784 | 259 |
В то же время анализ экономической эффективности возделывания различных сортов показывает, что выращивание сои на орошаемых землях Астраханской области экономически выгодно, так как позволяет получать чистый доход (при закупочной цене 10000 руб./т) в пределах 20583-21937 руб. с 1 га при рентабельности производства 244-259%. Особую важность при этом имеет выбор наиболее эффективного сорта.
Рентабельность соепроизводства с ростом чистого дохода имеет тенденцию к повышению, на что оказывают определенное влияние издержки производства, то есть агротехнические приемы возделывания. Учитывая это, нами проводился экономический анализ эффективности различных норм высева.
Несмотря на увеличение затрат с повышением нормы посева семян (за счет стоимости дополнительно высеянных семян и за счет прибавки урожая зерна, что приводило к дополнительным затратам на механизированную уборку, перевоз зерна на ток и его очистку) себестоимость 1 т зерна при этом снижается, благодаря получению повышенного урожая. Самая низкая себестоимость семян была у сорта Камызякская 136 (2739-2889 р). Самая высокая у сорта Волгоградка 1 (2851-3029 р.).
Подсчет рентабельности показывает, что она во всех вариантах изучения была достаточно высокой, что в определенной мере связано с высокой закупочной ценой на зерно сои, и составила от 240 до 265%.
Таким образом, возделывание сортов сои различных групп скороспелости экономически более выгодно с повышенными нормами расхода всхожих семян на 1 гектар (500-700 тысяч штук всхожих семян на 1 га).
ВЫВОДЫ
1. Почвенно-климатические условия южной части Астраханской области при правильном подборе сортов и агротехники позволяет получать высокие урожаи культуры сои 2,90-3,04 т/га.
2. Проведенное сортоизучение показало, что продолжительность вегетационного периода различных сортов колебалась от 98 до 115 дней. Сумма активных температур за периоды вегетации по годам исследований составила 2889,4-2930,1 0С.
3. Наиболее интенсивным ростом характеризовался новый высокорослый сорт Камызякская 136. Его высота в период образования бобов превысила взятый нами за стандарт сорт Волгоградка 1 (76 см) на 38,3 см, а по накоплению сухой массы на 1,93 т/га (Волгоградка 1 – 10,36 т/га).
Все сорта характеризовались большой листовой поверхностью от 48,11 до 57,07 тыс. м2/га, а так высоким фотосинтетическим потенциалом (2,72-3,25 тыс.м2/га дней). Уровень чистой продуктивности фотосинтеза составил 2,72-3,25 г/м2 сутки.
3. По результатам сортоиспытаний, все сорта, выбранные нами для изучения в условиях Астраханской области, показали себя положительно. Самыми урожайными оказались Камызякская 136 и ВНИИОЗ 76 (3,04 и 3,02 т/га), масса 1000 зерен была равной 145,2 и 144,2г, а высота прикрепления бобов на растении от поверхности почвы – 0,16-0,14 м соответственно.
4. Норма высева оказывает значительное влияние на урожайность всех изучаемых сортов. Для южной части Астраханской области оптимальная густота стояния для очень скороспелых сортов (ВНИИОЗ 86) составляет 500-600 тыс. шт. на 1 га в широкорядном посеве (70 см); скороспелых (ВНИИОЗ 76) – 600-700 тыс. шт. на 1 га; среднескороспелых (Волгоградка 1) – 500-600 тыс. шт. на 1 га и среднескороспелых (Камызякская 136), которые отличаются высокой ветвистостью – 400-500 тыс. шт. на 1 га.
5. Высокая урожайность сои складывается за счет сохранности повышенного числа растений к уборке, а не от индивидуальной продуктивности этих растений. Такие элементы структуры урожая, как высота растений, число бобов и ветвей на растении, выход зерна с растения и масса 1000 зерен можно улучшить за счет оптимальных норм высева.
6. Высокое содержание белка и жира в маслосеменах сои обусловливают большую хозяйственную ценность этой культуры для условий сухостепной зоны каштановых почв при возделывании с орошением. При урожае зерна 3,04-3,02 т/га у новых сортов ВНИИОЗ 76 и Камызякская 136 валовой выход белка составляет 0,96-1,13 т/га, жира - 0,67-0,68 т/га, норма посева сои также оказали влияния на содержание белка и жира в зерне сои.
7. Возделывание сортов сои различных групп скороспелости экономически более выгодно с повышенными нормами расхода всхожих семян на 1 гектар (500-700 тысяч штук всхожих семян на 1 га).
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
- Для получения устойчиво высоких урожаев высококачественных семян сои в условиях орошения в Астраханской области следует высевать новый среднескороспелый сорт Камязякская 136, показавший высокие результаты (урожайность в среднем за годы исследований составила 3,04 т/га, что на 0,14 т/га превышает стандартный сорт Волгоградка 1).
- При выращивании сои в условиях орошения экономически целесообразным является высевать сою широкорядным способом (70 см) с нормой высева 500-700 тыс.шт./га.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
в ведущих рецензируемых изданиях
- Дожмухамбетова, М.М. Влияние норм высева сои на урожайность при орошении [Текст] / И.Ш. Шахмедов, М.М. Дожмухамбетова // Аграрный вестник Урала. – 2009. - №5(59). - С. 52-53
Публикации в других изданиях
- Дожмухамбетова, М.М. Значение сои в повышение питательности кормов животноводства [Текст] / И.Ш. Шахмедов, М.М. Дожмухамбетова // Актуальные проблемы науки в России: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Выпуск 3. Том 3. – Кузнецк, 2005 г. – С. 81-83
- Дожмухамбетова, М.М. Продукты переработки сои [Текст] / И.Ш. Шахмедов, М.М. Дожмухамбетова // Наука и образование – аграрному производству. Сборник статей научно-практической конференции. – Екатеринбург, 2005. – Т.1. – С. 20-26
- Дожмухамбетова, М.М. Соя как перспективная культура для Астраханской области [Текст] / И.Ш. Шахмедов, М.М. Дожмухамбетова // Актуальные проблемы современной биологии: Тезисы Российской студенческой конференции. – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2005. – С. 84-86
- Дожмухамбетова, М.М. Технология возделывания сои в низовьях дельты Волги и продукты её переработки [Текст] / И.Ш. Шахмедов, М.М. Дожмухамбетова // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: Материалы Российской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. – Астрахань: Изд. Дом «Астраханский университет», 2006. – С.
- Дожмухамбетова, М.М. Технология возделывания сои и продукты её переработки [Текст] / И.Ш. Шахмедов, М.М. Дожмухамбетова // Актуальные проблемы современных аграрных технологий: Материалы второй всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. – Астрахань: ООО КПЦ «ПолиграфКом», 2007. – С. 105-106
- Дожмухамбетова, М.М. История культуры сои [Текст] / М.М. Дожмухамбетова // Биологические исследования. – Астрахань: Изд. Дом «Астраханский университет», 2009. -№2. – С. 123-132
- Дожмухамбетова, М.М. История культуры сои и её народнохозяйственное значение [Текст] / М.М. Дожмухамбетова // Аридное землепользование – способы и технологии интенсификации: (Сборник научных статей) – М.: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2009. – С. 282-288
